本文關(guān)鍵詞：多出口校園網(wǎng)類鍵技術(shù)研究

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【摘要】：回顧互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程,教育科研網(wǎng)實(shí)際是互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新基地,高校則成為這些技術(shù)的發(fā)源地。校園網(wǎng)為科研工作者從事科學(xué)研究、技術(shù)創(chuàng)新工作提供了必要的基礎(chǔ)設(shè)施與環(huán)境保障。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日新月異的發(fā)展,新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層出不窮的涌現(xiàn),校園網(wǎng)的發(fā)展面臨著網(wǎng)絡(luò)安全性、網(wǎng)絡(luò)擁塞、資金短缺等問題。校園網(wǎng)是高等院校信息化建設(shè)必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施,擔(dān)負(fù)著為廣大師生提供教學(xué)、科研、辦公等信息服務(wù)及研發(fā)、試用網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的科學(xué)研究等任務(wù)。論文從研究國內(nèi)外多出口校園網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā),就基于混沌理論的局域網(wǎng)流量預(yù)測,內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及高性能NAT技術(shù)在校園網(wǎng)的應(yīng)用進(jìn)行研究,以東北師范大學(xué)校園網(wǎng)為例,分別針對校園網(wǎng)面臨的安全問題、網(wǎng)絡(luò)擁塞問題等方面進(jìn)行總結(jié)歸納,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的策略及可行的技術(shù)方案。對基于混沌理論的局域網(wǎng)流量預(yù)測進(jìn)行研究,利用校園網(wǎng)流量對應(yīng)的時(shí)間序列對系統(tǒng)做預(yù)測計(jì)算�；赥akens理論對時(shí)間序列進(jìn)行相空間重構(gòu),利用C-C算法計(jì)算時(shí)間序列的嵌入維和延遲時(shí)間,采用小數(shù)據(jù)量法計(jì)算時(shí)間序列混沌吸引子特征量--最大Lyapunov指數(shù),據(jù)此判斷時(shí)間序列的混沌特性并實(shí)現(xiàn)預(yù)測計(jì)算;提出了基于最大Lyapunov指數(shù)的加權(quán)鄰域預(yù)測法,使預(yù)測精度更高;提出了以功率對頻率加權(quán)并求加權(quán)平均的方法計(jì)算時(shí)間序列平均周期,使小數(shù)據(jù)量法更完善,計(jì)算的最大Lyapunov指數(shù)更準(zhǔn)確。仿真實(shí)驗(yàn)對Lorenz系統(tǒng)和Rossler系統(tǒng)進(jìn)行分析,結(jié)果表明改進(jìn)的方法預(yù)測精度更高、預(yù)測點(diǎn)數(shù)更多、計(jì)算速度更快。用改進(jìn)前后的方法分別對東北師范大學(xué)校園網(wǎng)聯(lián)通出口流量進(jìn)行預(yù)測計(jì)算并對比分析,證明了改進(jìn)方法的有效性。對內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行深入研究,基于此技術(shù)部署內(nèi)容加速系統(tǒng)于校園網(wǎng),并提出了性能分析方法。內(nèi)容加速系統(tǒng)的部署減少了校園網(wǎng)鏈路重復(fù)的娛樂性流量,提高了帶寬利用率。通過性能分析發(fā)現(xiàn),內(nèi)容加速應(yīng)用效益較高,為校園網(wǎng)建設(shè)經(jīng)費(fèi)的合理分配提供了依據(jù),同時(shí)節(jié)省了大量開銷。內(nèi)容加速系統(tǒng)的效益隨時(shí)間變化,以天為周期并與用戶流量成正比,其均值占總流量的18.17%。內(nèi)容加速系統(tǒng)運(yùn)行期間,用戶在訪問內(nèi)容加速系統(tǒng)緩存的資源時(shí),幾乎能達(dá)到理論上的最大值。訪問熱點(diǎn)視頻資源可以和訪問本地資源體驗(yàn)到幾乎相同的速度。下載可達(dá)到單端口100Mbps,六人寢室可達(dá)到每人約16Mbps,用戶用網(wǎng)體驗(yàn)明顯提升。對高性能NAT技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行研究,基于Linux系統(tǒng)iptables工具建設(shè)了用于校園網(wǎng)邊界的NAT服務(wù)器。Linux系統(tǒng)自帶NAT功能強(qiáng)大,但是系統(tǒng)默認(rèn)的參數(shù)配置并沒有完全發(fā)揮其使用能力。通過對Linux內(nèi)核相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化使NAT轉(zhuǎn)換能力提高數(shù)十倍,同時(shí)應(yīng)用bonding技術(shù)解決了普通千兆網(wǎng)卡在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能力方面存在瓶頸的問題,實(shí)現(xiàn)了170萬并發(fā)連接的NAT轉(zhuǎn)換和1.4Gbps的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能力。部署NAT服務(wù)器于校園網(wǎng)邊界,運(yùn)行穩(wěn)定,證明了其有效性和實(shí)用性。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP393.18

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本文編號：1176990